JP3227730B2 - 掘削用大型シャンク用鋼 - Google Patents
掘削用大型シャンク用鋼Info
- Publication number
- JP3227730B2 JP3227730B2 JP23570791A JP23570791A JP3227730B2 JP 3227730 B2 JP3227730 B2 JP 3227730B2 JP 23570791 A JP23570791 A JP 23570791A JP 23570791 A JP23570791 A JP 23570791A JP 3227730 B2 JP3227730 B2 JP 3227730B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shank
- steel
- excavation
- drilling
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土木基礎工事或いはト
ンネル掘削工事等に使用される掘削用大型シャンク用鋼
に関する。
ンネル掘削工事等に使用される掘削用大型シャンク用鋼
に関する。
【０００２】
【従来の技術】土木基礎工事或いはトンネル掘削工事等
の土木工事においては、ビット取付け面に多数のビット
を取付けたシャンクを掘削機に取付けて掘削工事が行わ
れている。従来、これらのシャンクは、鋼種ＳＮＣＭ６
２５の構造用鋼を用いて作製している。
の土木工事においては、ビット取付け面に多数のビット
を取付けたシャンクを掘削機に取付けて掘削工事が行わ
れている。従来、これらのシャンクは、鋼種ＳＮＣＭ６
２５の構造用鋼を用いて作製している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、大型の土木工事
が行われるようになり、それに伴って掘削機に取付ける
シャンクも大型のものが要求されるようになってきた。
従来使用されているシャンクは、ビットチップ取付け面
の直径が精々６００ｍｍ程度のものであったが、その直
径が６００ｍｍ以上のもの、例えば１０４０ｍｍのもの
を上記ＳＮＣＭ６２５の構造用鋼を用いて作製すると、
使用前のシャンクに熱処理加工を施した際に、或いは掘
削作業中に割れが生じ、掘削作業に使用できなかった
り、シャンクの補修或いは取替えのために掘削作業を中
断せねばならない等の門外があった。したがって、摩耗
によりビットの能力が消失するまで使用できるシャンク
を開発することが要求されている。
が行われるようになり、それに伴って掘削機に取付ける
シャンクも大型のものが要求されるようになってきた。
従来使用されているシャンクは、ビットチップ取付け面
の直径が精々６００ｍｍ程度のものであったが、その直
径が６００ｍｍ以上のもの、例えば１０４０ｍｍのもの
を上記ＳＮＣＭ６２５の構造用鋼を用いて作製すると、
使用前のシャンクに熱処理加工を施した際に、或いは掘
削作業中に割れが生じ、掘削作業に使用できなかった
り、シャンクの補修或いは取替えのために掘削作業を中
断せねばならない等の門外があった。したがって、摩耗
によりビットの能力が消失するまで使用できるシャンク
を開発することが要求されている。
【０００４】本発明者は、従来使用されているＳＮＣＭ
６２５よりも炭素含有量が大きなＪＩＳ規格のＳＮＣＭ
６３０を使用して、焼戻し温度を上昇させることによ
り、靱性を高めることによって上記の問題点を解決する
ことを試みたが、この場合、靱性を高めると硬さが低下
し、シャンクにへたりを生じるという問題があった。本
発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであ
る。したがって、本発明の目的は、高い靱性及び硬さを
有し、割れの生じない掘削用大形シャンク用鋼を提供す
ることにある。
６２５よりも炭素含有量が大きなＪＩＳ規格のＳＮＣＭ
６３０を使用して、焼戻し温度を上昇させることによ
り、靱性を高めることによって上記の問題点を解決する
ことを試みたが、この場合、靱性を高めると硬さが低下
し、シャンクにへたりを生じるという問題があった。本
発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであ
る。したがって、本発明の目的は、高い靱性及び硬さを
有し、割れの生じない掘削用大形シャンク用鋼を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、検討の結
果、ＳＮＣＭ６３０におけるＳｉの含有料をＪＩＳ規格
の範囲よりも低下させることにより、インゴット中の偏
析を防止でき、緻密な組織の鋼材が得られ、掘削用大型
シャンクに使用した場合に、上記の目的が達成されるこ
とを見出だし、本発明を完成するに至った。
果、ＳＮＣＭ６３０におけるＳｉの含有料をＪＩＳ規格
の範囲よりも低下させることにより、インゴット中の偏
析を防止でき、緻密な組織の鋼材が得られ、掘削用大型
シャンクに使用した場合に、上記の目的が達成されるこ
とを見出だし、本発明を完成するに至った。
【０００６】本発明の掘削用大型シャンク用鋼は、重量
％で、Ｃ：０．２５〜０．３５％、Ｓｉ：０．１５％未
満、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｕ：０．３０％以下、Ｎ
ｉ：２．５０〜４．００％、Ｃｒ：１．５０〜３．５０
％、Ｍｏ：０．２０〜１．００％、残部Ｆｅよりなるこ
とを特徴とする。また、本発明においては、上記Ｆｅの
一部が、さらにＶ：０．０５〜０．１５％、Ｎｂ：０．
２〜０．５％およびＺｒ：０．２〜０．５の少なくとも
１種で置換されていてもよい。
％で、Ｃ：０．２５〜０．３５％、Ｓｉ：０．１５％未
満、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｕ：０．３０％以下、Ｎ
ｉ：２．５０〜４．００％、Ｃｒ：１．５０〜３．５０
％、Ｍｏ：０．２０〜１．００％、残部Ｆｅよりなるこ
とを特徴とする。また、本発明においては、上記Ｆｅの
一部が、さらにＶ：０．０５〜０．１５％、Ｎｂ：０．
２〜０．５％およびＺｒ：０．２〜０．５の少なくとも
１種で置換されていてもよい。
【０００７】本発明において、掘削用大型シャンク戸
は、直径６００ｍｍ以上のビットチップ取付け面を有す
るものを意味する。
は、直径６００ｍｍ以上のビットチップ取付け面を有す
るものを意味する。
【０００８】本発明の掘削用大型シャンク用鋼は、真空
中で炭素を用いて脱酸することにより製造することがで
きる。より詳細に説明すると、この方法は、通常Ｓｉ、
Ａｌ等を使用し、酸化物の浮上分離を行うものとは異な
り、Ｓｉ、Ａｌ等を使用せず、炭素を溶鋼に吹き込むこ
とにより、ＣＯ、ＣＯ2 として溶鋼から除去することに
より脱酸をするものである。
中で炭素を用いて脱酸することにより製造することがで
きる。より詳細に説明すると、この方法は、通常Ｓｉ、
Ａｌ等を使用し、酸化物の浮上分離を行うものとは異な
り、Ｓｉ、Ａｌ等を使用せず、炭素を溶鋼に吹き込むこ
とにより、ＣＯ、ＣＯ2 として溶鋼から除去することに
より脱酸をするものである。
【０００９】次に、本発明の掘削用大型シャンク用鋼を
構成する各元素の使用範囲について、その限定理由を説
明する。 Ｃ：０．２５〜０．３０％ Ｃは、鋼に強度を付与する元素であり、Ｃの含有量を高
めると、同じ強度を得るのに低炭素材より焼戻し温度を
上げることができる。しかし、その含有量が大きくなる
と、靱性が低下し、熱処理時及び使用中の割れを生じる
ので、上記の範囲に設定する。 Ｓｉ：０．１５％未満 Ｓｉは、脱酸作用があり、耐酸化性を向上する元素であ
るが、Ｓｉが高い場合には、組織に偏析が生じ、靱性が
劣化するようになるので、大型シャンクに割れが生じな
いようにするためには、０．１５未満でなければならな
い。 Ｍｎ：０．３５〜０．６０％ Ｍｎは、脱酸作用があり、耐酸化性を向上させる元素で
あるが、その量が増加しても脱酸効果は向上しなくなる
ので、上限を０．６０％に設定する。
構成する各元素の使用範囲について、その限定理由を説
明する。 Ｃ：０．２５〜０．３０％ Ｃは、鋼に強度を付与する元素であり、Ｃの含有量を高
めると、同じ強度を得るのに低炭素材より焼戻し温度を
上げることができる。しかし、その含有量が大きくなる
と、靱性が低下し、熱処理時及び使用中の割れを生じる
ので、上記の範囲に設定する。 Ｓｉ：０．１５％未満 Ｓｉは、脱酸作用があり、耐酸化性を向上する元素であ
るが、Ｓｉが高い場合には、組織に偏析が生じ、靱性が
劣化するようになるので、大型シャンクに割れが生じな
いようにするためには、０．１５未満でなければならな
い。 Ｍｎ：０．３５〜０．６０％ Ｍｎは、脱酸作用があり、耐酸化性を向上させる元素で
あるが、その量が増加しても脱酸効果は向上しなくなる
ので、上限を０．６０％に設定する。
【００１０】Ｐ：０．０３％以下 Ｐは、不純物元素であり、その含有量ができるだけ少な
い方が好ましいので、上限を０．０３％に設定する。 Ｓ：０．０３％以下 Ｓも、不純物元素であり、その含有量ができるだけ少な
い方が好ましいので、上限を０．０３％に設定する。
い方が好ましいので、上限を０．０３％に設定する。 Ｓ：０．０３％以下 Ｓも、不純物元素であり、その含有量ができるだけ少な
い方が好ましいので、上限を０．０３％に設定する。
【００１１】Ｃｕ：０．３０％以下 Ｃｕは、強度上昇及び耐食性の上で有用な元素である
が、その量が０．３０％よりも高くなると、シャンクの
靱性及び硬さに悪影響を与えるので、上記の範囲に設定
する。
が、その量が０．３０％よりも高くなると、シャンクの
靱性及び硬さに悪影響を与えるので、上記の範囲に設定
する。
【００１２】Ｎｉ：２．５０〜４．００％ Ｎｉは、オーステナイト生成元素であり、フェライトの
生成を制御するためには重要な元素である。Ｎｉの量が
少なくなると、フェライト相が生成する可能性があり、
また、多すぎるとオーステナイト相が安定となり、Ｍｓ
点が低下してマルテンサイト相にならなくなるので、上
記の範囲に設定する。 Ｃｒ：１．５０〜３．５０％ Ｃｒは、耐食性を向上させるために必要な元素である
が、上記の範囲を外れると、シャンクに所望の靱性及び
硬さを与えなくなるので、上記の範囲に設定する。 Ｍｏ：０．２０〜１．００％ Ｍｏは、基地を強化して耐食性を向上させ、また、靱性
を改善し硬さを増すために重要な元素であるが、その量
が多くなっても余り効果が期待できなくなるので、上限
を１．００％に設定する。
生成を制御するためには重要な元素である。Ｎｉの量が
少なくなると、フェライト相が生成する可能性があり、
また、多すぎるとオーステナイト相が安定となり、Ｍｓ
点が低下してマルテンサイト相にならなくなるので、上
記の範囲に設定する。 Ｃｒ：１．５０〜３．５０％ Ｃｒは、耐食性を向上させるために必要な元素である
が、上記の範囲を外れると、シャンクに所望の靱性及び
硬さを与えなくなるので、上記の範囲に設定する。 Ｍｏ：０．２０〜１．００％ Ｍｏは、基地を強化して耐食性を向上させ、また、靱性
を改善し硬さを増すために重要な元素であるが、その量
が多くなっても余り効果が期待できなくなるので、上限
を１．００％に設定する。
【００１３】Ｖ：０．０５〜０．１５％ Ｎｂ：０．２〜０．５％ Ｚｒ：０．２〜０．５％ Ｖ、ＮｂおよびＺｒは、炭化物を形成する元素であり、
オーステナイト粒を微細にして、微細なマルテンサイト
相を形成し、強度を高める重要な元素である。その効果
を生じさせるために、上記の範囲に設定する。
オーステナイト粒を微細にして、微細なマルテンサイト
相を形成し、強度を高める重要な元素である。その効果
を生じさせるために、上記の範囲に設定する。
【００１４】本発明の掘削用大型シャンク用鋼を用いて
大型シャンクを作製するためには、上記合金組成の鋼材
を真空中の炭素脱酸法により溶製し、所定の計上に鍛造
し、焼きなましを行った後、機械加工を施した後、８５
０℃で焼き入れを行い、５００℃で焼戻した後、ドリル
加工を施して整形し、ビットチップ取付け面にあけられ
た孔にビットチップを焼嵌して、掘削用ビットを作製す
る。
大型シャンクを作製するためには、上記合金組成の鋼材
を真空中の炭素脱酸法により溶製し、所定の計上に鍛造
し、焼きなましを行った後、機械加工を施した後、８５
０℃で焼き入れを行い、５００℃で焼戻した後、ドリル
加工を施して整形し、ビットチップ取付け面にあけられ
た孔にビットチップを焼嵌して、掘削用ビットを作製す
る。
【００１５】
実施例１ Ｃ：０．３０％、Ｓｉ：０．０７％、Ｍｎ：０．５０
％、Ｐ：０．０１１％、Ｓ：０．００７％、Ｃｕ：０．
０４％、Ｎｉ：２．７６％、Ｃｒ：２．８５％、Ｍｏ：
０．５１、残部Ｆｅよりなる合金組成のインゴットを、
真空炭素脱酸により溶製した。得られたインゴットを常
法により鍛造し、焼きなましを行って、シャンク用鋼材
を作製した。このシャンク用鋼材について、８５０℃で
焼入れを行い、種々の温度で焼戻し処理を行って、衝撃
値及び硬さの関係を調べた。なお、比較材として、Ｓ
ｉ：０．２４％を含有する以外は、上記合金組成と全く
同一のものを作製し、同様に調査を行った。それらの結
果を図１に示す。図中、曲線１は、本発明のシャンク用
鋼材、曲線２は比較材を示す。これらの結果から、本発
明のシャンク用鋼材は、比較材に比して、衝撃値及び硬
さが優れていることが分かる。
％、Ｐ：０．０１１％、Ｓ：０．００７％、Ｃｕ：０．
０４％、Ｎｉ：２．７６％、Ｃｒ：２．８５％、Ｍｏ：
０．５１、残部Ｆｅよりなる合金組成のインゴットを、
真空炭素脱酸により溶製した。得られたインゴットを常
法により鍛造し、焼きなましを行って、シャンク用鋼材
を作製した。このシャンク用鋼材について、８５０℃で
焼入れを行い、種々の温度で焼戻し処理を行って、衝撃
値及び硬さの関係を調べた。なお、比較材として、Ｓ
ｉ：０．２４％を含有する以外は、上記合金組成と全く
同一のものを作製し、同様に調査を行った。それらの結
果を図１に示す。図中、曲線１は、本発明のシャンク用
鋼材、曲線２は比較材を示す。これらの結果から、本発
明のシャンク用鋼材は、比較材に比して、衝撃値及び硬
さが優れていることが分かる。
【００１６】上記シャンク用鋼材を用いて、８５０℃で
焼入れ後、５５０℃で焼戻しを行って、ビットチップ取
付け面の直径１０４０ｍｍの掘削用シャンクを作製し
た。この掘削用シャンクにビットチップを取付け、掘削
に使用したところ、割れが生じることなく、ビットチッ
プが摩耗するまで使用することができた。比較のため
に、従来使用しているＳＮＣＭ６２５を用いて、上記と
同様の大きさの掘削用シャンクを作製したところ、６個
の製品中５個に割れが発生した。これらの割れの生じた
掘削用シャンクを用いた場合には、ビットチップが摩耗
するまで使用することができなかった。
焼入れ後、５５０℃で焼戻しを行って、ビットチップ取
付け面の直径１０４０ｍｍの掘削用シャンクを作製し
た。この掘削用シャンクにビットチップを取付け、掘削
に使用したところ、割れが生じることなく、ビットチッ
プが摩耗するまで使用することができた。比較のため
に、従来使用しているＳＮＣＭ６２５を用いて、上記と
同様の大きさの掘削用シャンクを作製したところ、６個
の製品中５個に割れが発生した。これらの割れの生じた
掘削用シャンクを用いた場合には、ビットチップが摩耗
するまで使用することができなかった。
【００１７】実施例２ 下記表１に示される合金組成のインゴットを、真空炭素
脱酸により溶製した。得られたインゴットを常法により
鍛造し、焼きなましを行って、シャンク用鋼材を作製し
た。これらのシャンク用鋼材を用いて、表１に記載の熱
処理条件で焼入れ及び焼戻しを行い、それらの硬さと衝
撃値を測定した。また、作製されたビットチップ取付け
面の直径１０４０ｍｍの掘削用シャンクについて耐用寿
命を調べた。それらの結果を表２に示す。
脱酸により溶製した。得られたインゴットを常法により
鍛造し、焼きなましを行って、シャンク用鋼材を作製し
た。これらのシャンク用鋼材を用いて、表１に記載の熱
処理条件で焼入れ及び焼戻しを行い、それらの硬さと衝
撃値を測定した。また、作製されたビットチップ取付け
面の直径１０４０ｍｍの掘削用シャンクについて耐用寿
命を調べた。それらの結果を表２に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】本発明の掘削用大型シャンク用鋼は、上
記の構成を有するから、直径６００ｍｍ以上のビットチ
ップ取付け面を有する大型の掘削用シャンクを作製する
場合、その作製の過程或いはビットチップを取付けて使
用した際に、割れが発生することがない。
記の構成を有するから、直径６００ｍｍ以上のビットチ
ップ取付け面を有する大型の掘削用シャンクを作製する
場合、その作製の過程或いはビットチップを取付けて使
用した際に、割れが発生することがない。
【図１】シャンク用鋼材の衝撃値と硬さとの関係を示す
グラフである。
グラフである。
１ 本発明のシャンク用鋼材 ２ 比較材
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．２５〜０．３５％、
Ｓｉ：０．１５％未満、Ｍｎ：０．３５〜０．６０％、
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｕ：０．
３０％以下、Ｎｉ：２．５０〜４．００％、Ｃｒ：１．
５０〜３．５０％、Ｍｏ：０．２０〜１．００％、残部
Ｆｅよりなる掘削用大型シャンク用鋼。 - 【請求項２】 Ｆｅの一部が、Ｖ：０．０５〜０．１５
％、Ｎｂ：０．２〜０．５％およびＺｒ：０．２〜０．
５の少なくとも１種で置換されてなる請求項１記載の掘
削用大型シャンク用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23570791A JP3227730B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 掘削用大型シャンク用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23570791A JP3227730B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 掘削用大型シャンク用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551697A JPH0551697A (ja) | 1993-03-02 |
| JP3227730B2 true JP3227730B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16990040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23570791A Expired - Fee Related JP3227730B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 掘削用大型シャンク用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227730B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7422643B2 (en) | 2003-03-11 | 2008-09-09 | Komatsu Ltd. | Rolling element and method of producing the same |
| US7544255B2 (en) | 2003-03-04 | 2009-06-09 | Komatsu Ltd. | Rolling element |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP23570791A patent/JP3227730B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7544255B2 (en) | 2003-03-04 | 2009-06-09 | Komatsu Ltd. | Rolling element |
| US7691212B2 (en) | 2003-03-04 | 2010-04-06 | Komatsu Ltd. | Rolling element and method of producing the same |
| US7422643B2 (en) | 2003-03-11 | 2008-09-09 | Komatsu Ltd. | Rolling element and method of producing the same |
| US7691213B2 (en) | 2003-03-11 | 2010-04-06 | Komatsu Ltd. | Case hardened gear and method of producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0551697A (ja) | 1993-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6797181B2 (ja) | 新規のマルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| JPH0734202A (ja) | 蒸気タービン用ロータ | |
| US5131965A (en) | Deep hardening steel article having improved fracture toughness | |
| JPH07150308A (ja) | 切削加工性を改良したマルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| JP2011074427A (ja) | 掘削用中空鋼ロッド | |
| SE528454C2 (sv) | Utskiljningshärdbart martensitiskt rostfritt stål innefattande titansulfid | |
| KR20150097771A (ko) | 암석 드릴링 구성요소를 위한 베이나이트강 | |
| JP2731797B2 (ja) | 非調質ボルト用鋼線材の製造方法 | |
| US5525167A (en) | Elevated nitrogen high toughness steel article | |
| JP3227730B2 (ja) | 掘削用大型シャンク用鋼 | |
| JP6992535B2 (ja) | 高強度ボルト及びその製造方法 | |
| JP3739958B2 (ja) | 被削性に優れる鋼とその製造方法 | |
| CN1422972A (zh) | 一种高强度合金工具钢 | |
| US3928088A (en) | Ferritic stainless steel | |
| JP2005187900A (ja) | 表面処理性に優れた冷間工具鋼、金型用部品、および金型 | |
| KR100445890B1 (ko) | 내마모강 및 그의 제조방법 | |
| JPS6132384B2 (ja) | ||
| JP3617591B2 (ja) | Ｔｉｇ溶接方法及びｔｉｇ溶接材料 | |
| JP3261552B2 (ja) | 疲労特性に優れる非調質鋼の製造方法 | |
| JP2001200341A (ja) | 土砂摩耗特性に優れた工具鋼 | |
| JP3256184B2 (ja) | 超快削鋼棒線材及び部品の製造方法並びにそれらによる超快削鋼棒線材及び部品 | |
| JPH07116550B2 (ja) | 低合金高速度工具鋼およびその製造方法 | |
| US2676098A (en) | Drill rod steel and articles thereof | |
| JP2001030036A (ja) | 高強度非調質鋼部品およびその製造方法 | |
| JP4020842B2 (ja) | 低延性および被削性に優れた非調質型熱間鍛造部品およびこの部品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |